[发明专利]蒸镀设备、钙钛矿电池蒸镀方法以及钙钛矿电池

说明书

本发明提出了一种蒸镀设备、钙钛矿电池蒸镀方法以及钙钛矿电池，该蒸镀设备包括：第一腔体，所述第一腔体内设置有基片支架、抽真空系统以及取片机构；第二腔体，所述第二腔体内设置有蒸镀系统，所述蒸镀系统包括第一坩埚和第二坩埚，所述第一坩埚和所述第二坩埚的加热温度不同，以在所述基片上蒸镀不同材料形成电池片；隔离门，所述隔离门打开时所述第一腔体与所述第二腔体连通，所述取片机构用于传送基片和电池片。由此，上下料均在第一腔室内完成，缩短设备长度，能够实现不间断镀膜，节省成本；第二腔体可同时完成多种材料的蒸镀，使电池片在不破空的条件下完成全部功能层的制备。

技术领域

本申请涉及电池领域，具体地，涉及蒸镀设备、钙钛矿电池蒸镀方法以及钙钛矿电池。

背景技术

太阳能是一种用之不尽的清洁能源，没有地域限制，遍布世界每一个角落。钙钛矿太阳能电池是一种新型太阳能电池，自2009年以来取得快速发展，实验室小尺寸钙钛矿太阳电池的效率已经达到25.6％。由于钙钛矿新型太阳能电池对可见光吸收高、成膜工艺简单、光电转换效率提升快而受到全世界的关注。钙钛矿太阳能电池的产业化首先需要解决大面积均匀制备钙钛矿膜层的技术问题。目前制备钙钛矿太阳电池的方法有很多，如旋涂法、真空法、刮涂法及喷涂法等。这些方法可大致分为溶液法和真空法，溶液法就是把钙钛矿的前驱体材料全部溶解在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亚砜(DMSO)等有机溶剂中，通过旋涂法、刮涂法、喷涂法或狭缝涂布法(Slot-die)等制备钙钛矿膜层；而真空法则是通过热蒸发法、溅射法、近空间升华法(CSS)、气相输运法(VTD)、近空间气相输运法(CSVT)等在真空状态下把钙钛矿的前驱体材料直接制备到衬底上，全程没有溶剂参与。溶液法很难在粗糙或有缺陷的衬底上实现完全覆盖，因此并不适合在绒面基底及不平整基底上制备均匀的膜层。真空法可在不同粗糙度或形貌的衬底上保形沉积钙钛矿膜层，而传统的真空法一次只能制备一到两种膜层，在制备钙钛矿电池的过程中需要频繁的破空、抽空、调整蒸发速率，设备的综合利用率与研发效率较低。

因此，目前的蒸镀设备仍需进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种蒸镀设备，该蒸镀设备能够在不破空的条件下完成对电池片全部功能膜层的制备，可以实现多种材料同时蒸镀，减少破空和抽真空的次数，提高实验的效率，设备占地面积小，节省空间和成本。

在本发明的一个方面，提出了一种蒸镀设备，包括：第一腔体，所述第一腔体内设置有基片支架、抽真空系统以及取片机构，所述基片支架用于放置基片和/或电池片，所述抽真空系统用于对所述第一腔体进行抽真空；第二腔体，所述第二腔体内设置有蒸镀系统，所述蒸镀系统包括第一坩埚和第二坩埚，所述第一坩埚和所述第二坩埚的加热温度不同，以在所述基片上蒸镀不同材料形成所述电池片；隔离门，所述隔离门设置在所述第一腔体和所述第二腔体之间，且当所述隔离门打开时所述第一腔体与所述第二腔体连通，所述取片机构用于将所述基片从所述第一腔体传送至所述第二腔体内或将所述电池片从所述第二腔体传送至送入所述第一腔体内。由此，上下料均在第一腔室内完成，缩短设备长度，减小设备占地面积；通过取片机构进移送基片和电池片，能够实现不间断镀膜，同时节省成本，优化源排布；第二腔体可同时完成多种材料的蒸镀，使电池片在不破空的条件下完成全部功能层的制备。

根据本发明的一些实施例，所述第一坩埚设置在所述第二腔体的底部，所述第一坩埚的开口与所述第二腔体的顶部正对；所述第二坩埚设置在所述第二腔体的底部或侧壁，所述第二坩埚的开口的延伸方向与所述第一坩埚的开口的延伸方向相交。

根据本发明的一些实施例，所述第二坩埚底部为U型。

根据本发明的一些实施例，所述蒸镀系统进一步包括：第一挡板，所述第一挡板靠近所述第一坩埚和/或所述第二坩埚设置，以打开或关闭所述第一坩埚和/或所述第二坩埚。

根据本发明的一些实施例，所述蒸镀系统进一步包括：第二挡板，所述第二挡板设置为多个，以调整所述第一坩埚和所述第二坩埚内蒸汽的喷射路径。